Устройство для ориентации керна

 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения с отбором керна. Цель - повышение надежности ориентирования. Для этого устройство имеет уплотнительный элемент 10 на нижнем торце трубчатого корпуса 2, на днище 4 которого закреплен полый стержень 6 с пробкой 7 на нижнем конце. Устройство также содержит капсулу с магнитной стрелкой, размещенную в полости 3 контейнера. Корпус 11 капсулы выполнен в виде поршня. Элемент 10 и днище 4 соединены с корпусом 2 срезными элементами 5, 9. Днище 4 выполнено с отверстием 8, сообщающим полость контейнера с полостью стержня 6, и размещено с возможностью перемещения внутри корпуса 2. Капсула имеет фиксирующую жидкость и фиксирующий стержень 18, установленный на нижнем торце поршня с возможностью сопряжения с отверстием 8. Стрелка 14 в капсуле ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля Земли. Свободная поверхность фиксирующей жидкости устанавливается в горизонтальном положении, а затем загустевает. После чего в трещинах массива бурят скважину, а образующийся при этом образец отрывают и поднимают на поверхность. После вскрытия капсулы путем построения стереографических проекций определяют ориентацию трещин в исследуемом массиве. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 E 21 В 25/16 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4334695/23-03 (22) 30. 11.87 (46) 23.09.89. Бюл. II 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений (72) Б.В. Смирнов и Б.С. Лобанов (53) 622, 243.64 (088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Р 791928, кл. E 21 В 25/16, 1978.

Патент CIIIA 9 3291226, кл. 175-44, опублик. 1966.

„„Я0„„35О9509 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ КЕРНА (57) Изобретение относится к горному делу и предназнячено для бурения с отбором керна. Цель — повьппение на-, дежности ориентирования. Для этого устройство имеет уплотнительный элемент 10 на нижнем торце трубчатого ,корпуса 2, на днище 4 которого закреплен полый стержень 6 с пробкой

l7 на нижнем конце. Устройство так же содержит капсулу с магнитной

3 1509509 стрелкой, размещенную в полосит 3 контейнера. Корпус 11 капсулы выполнен в виде поршня. Элемент 10 и днище 4 соединены с корпусом 2 срезными элементами 5,9. Днище 4 выполнено с отверстием 8, сообщающим полость контейнера с полостью стержня 6, и размещено с возможностью перемещения внутри корпуса 2. Капсула име- 10 ет фиксирующую жидкость и фиксирующий стержень 18, установленный на нижнем торце поршня с возможностью сопряжения с отверстием 8. Стрелка

14 в капсуле ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля Земли.

Свободная поверхность фиксирующей жидкости устанавливается в горизонтальном положении, а затем загустевает, После чего в трещинах массива бурят скважину, а образующийся при этом образец отрывают и поднимают на поверхность. После вскрытия капсулы путем построения стереографических проекций определяют ориентацию трещин в исследуемом массиве.

2 ил.

Изобретение относится к горному делу, к средствам для бурения с от- 20 бором керна и индикацией его положения в пространстве.

Цель изобретения - повышение надежности ориентирования.

На фиг. 1 показано устройство в момент постановки на забой, разрез, на,фиг. 2 - ориентирующая капсула, закрепленная на керне.

Устройство для ориентации керна 30 содержит контейнер 1, имеющий трубчатый корпус 2 с полостью 3, заполненной твердеющим после истечения составом, например тампонажным раствором. В средней части корпуса 2 . с возможностью перемещения внутри него размещено днище 4, соединенное с ним срезными элементами 5. На дниwe 4 закреплен предназначенный для введения в опережающую скважину по-.. лый стержень 6 с пробкой 7 на нижнем конце. Полость стержня 6 через отверстие 8 сообщается с полостью 3 контейнера. К нижнему торцу корпуса 2 срезными элементами 9 присоединен . уплотнительный элемент 10. В верхней части корпуса 2 расположена связанная с контейнером ориентирующая капсула, образованная корпусом 11 с,внутренней оболочкой 12 прозрачного материала. В полости 13 корпуса 11 находится фиксирующая жидкость, на поверхности которой имеется магнитная стрелка 14 на поплавке 15, Для удержания стрелки в центре полости она закреплена осью в виде натянутой нити 16, корпус 11 выполнен в виде поршня, на уплотнительной части 17 которого установлен фиксирующий кансулу стержень 18 с воэможностью со+ пряжения с отверстием 8 днища 4.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности полость заправля- . ется тампонажным раствором, а в полость 13 заливается фиксирующая жид.кость, после чего устройство крепится к колонне бурильных труб и опускается вместе с ней на забой скважины. При этом уплотнительный элемент 10 под действием осевого усилия со стороны корпуса 2 герметизирует забой скважины, исключая возможность утечки тампонажного раствора в эатрубное пространство скважины.

Затем включается буровой нясос, подключенный к колонне бурильных труб.

Под действием давления корпус 11 с уплотнительной частью 17 перемещается вниз, выдавливая раствор из полости 3, в результате чего пробка 7 выталкивается из стержня 6, обеспечивая, возможность выхода раствора в опережающую скважину. При дальнейшем движении капсулы вниз раствор вытесняется из полости 3 в скважину и сообщающиеся с ее стенками трещины массива. В процессе вытеснения тампонажного раствора из полости 3 давление нагнетания поддерживают на уровне„ несколько меньшем по величине давления, необходимого для элементов 5, удерживающих днище 4 в корпусе 2.

В конце рабочего хода капсулы фиксирующий стержень входит в отверстие

8 днища 4, фиксируя ориентирующую капсулу относительно днища 4 и стержня 6. Затем увеличивают давление на выходе бурового насоса. Под действием возрастающего давления среза40

5 15095 ются элементы 5 и днище 4 со стержнем 6 опускается вниз до упора в уплотнительный элемент 10. При этом стержень 6 запрессовывается в опережающую скважину, обеспечивая фикса5 цию ориентирующей капсулы относительно скважины и отбираемого в дальнейшем образца. Помимо стержня 6 роль фиксатора выполняет также тампонажный раствор, попадающий в зазоры меж ду уплотнительной частью 17 и дни-. щем 6, между стержнем 18 и отверстием 8 днища 4, между днищем 4 и забоем скважины, а также между стерж-15 нем 6 и скважиной. Стержень 6 помимо фиксации кагсулы относительно образца служит также для дополнительной фиксации образца нри его выбуривании из массива. 20

После запрессовки стержня в скважину корпус 2 вместе с колонной приподнимают, сохраняя давление нагнетания. При этом под действием давления нагнетания срезаются элементы, 9 и корпус 2, поднимаясь, отделяется от уплотнительного элемента и ориентирующей капсулы, которые остаются на забое. После отделения корпуса

2 давление на выходе насоса резко падает, что служит информационным сигналом о фиксации ориентирующей капсулы относительно скважины. При .получении указанного сигнала выключают буровой насос и поднимают корпус 2 с колонной на поверхность.

В ориентирующей капсуле магнитная стрелка 14 ориентируется вдоль силовых линий магнитного поля земли, а свободная поверхность фиксирующей .жидкости устанавливается в горизонтальном положении, после чего через определенный интервал времени загустевает (или отверждается), .превра» щаясь в студнеобразное или твердое тело, фиксирующее поплавок 15 и за- 45 крепленную на нем магнитную стрелку

14, а также плоскость уровня относи09

6 тельно стенок капсулы и, соответ- . ственно, относительно отбираемого в дальнейшем образца.

После фиксации магнитной стрелки 14 и уровня в капсуле и отверждения тампонажного раствора в трещинах массива бурят скважину, а образующийся при бурении образец отрывают от забоя и поднимают вместе с ориентирующей капсулой на поверхность.

После подъема образца на поверхность вскрывают капсулу и с помощью кернометра или путем построения стереографических проекций, определяют ориентацию трещин в исследуемом массиве.

Формула изобретения, Устройство для ориентации керна, содержащее контейнер, имеющий трубчатый корпус с полостью, заполненной твердеющим после истечения составом, и днище, связанную с контейнеров ориентирующую капсулу с магнитной стрелкой на поплавке, размещенном . на поверхности фиксирующей жидкости в полости корпуса капсулы, и фиксирующий капсулу стержень, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности ориентирования, оно снабжено уплотнительным элементом на нижнем торце корпуса и закрепленным на днище полым стержнем с пробкой на нижнем конце, капсула . размещена в полости контейнера, а ее корпус выполнен в виде поршня, при этом уплотнительный элемент и днище соединены с трубчатым корпусом срезными элементами, днище выполнено с отверстием, сообщающим полость контейнера с полостью стержня, и размещено с возможностью перемещения внутри корттуса, а фиксирующий капсулу стержень установлен на нижнем торце поршня с воэможностью сопряжения с отверстием в днище.

1509509

Составитель В. Акслер

Техред А.Кравчук

Корректор М. Максимишинец

Редактор Л. Зайцева

Заказ 5776/27 Тираж 514 Подписное цНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101